地下气化多节喷嘴的制作方法

地下气化多节喷嘴的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及煤炭地下气化技术领域，尤其是指一种地下气化多节喷嘴。
【背景技术】
[0002]煤炭地下气化就是将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧，通过对煤的热作用及化学作用而产生可燃气体的过程。在煤层气化过程中，通常需要建立气化通道，在所述气化通道内伸入与注气管连接的喷嘴，通过喷嘴将气化剂源源不断的输向煤层，由于煤层燃烧后形成的燃空区附近存在火区，为了实现对火区的控制，避免喷嘴损坏，通常在喷嘴前端需要设置监测点从而进行温度监控，通过温度变化来进行工艺调节。
[0003]现有喷嘴在使用时，由于煤层气化过程中形成的高温物质如煤灰会改变从喷嘴发射出的气流方向，导致位于喷嘴上方的煤层出现燃烧从而形成回火现象，燃烧后的煤灰可能附着在喷嘴侧面，从而使喷嘴腐蚀或高温损坏，造成气化过程不连续，而喷嘴一旦损坏就必须整体进行更换；另外，喷嘴烧坏后，导致注气点位置无法准确判断，同时注气气体流向也发生变化，无法实现对火区的控制。
【实用新型内容】
[0004]因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术在煤层气化过程中喷嘴损坏也能实现对火区控制的缺陷。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种地下气化多节喷嘴，包括外壁以及位于外壁内的气体通道，所述地下气化多节喷嘴还包括多个喷嘴单元，所述喷嘴单元包括本体以及位于本体内部的通气孔，所述本体的出气端设有导向部，通过所述导向部使所述喷嘴单元依次相互连接。
[0006]在本实用新型的一个实施例中，所述导向部向所述通气孔的轴向延伸，且由所述导向部围成的空间呈锥体。
[0007]在本实用新型的一个实施例中，所述导向部上设有通入热电偶的引线通道，所述引线通道内沿出气端设有测温点，所述热电偶通过多个测温点固定在所述引线通道内。
[0008]在本实用新型的一个实施例中，所述本体的出气方向段的材质为耐高温材料，所述本体的进气方向段的材质为非耐高温材料。
[0009]在本实用新型的一个实施例中，所述本体进气方向段的壁厚比出气方向段的壁厚薄。
[0010]在本实用新型的一个实施例中，所述引线通道沿轴向直径不同。
[0011]在本实用新型的一个实施例中，所述引线通道沿出气方向段直径大于所述引线通道沿进气方向段直径，且所述引线通道沿进气方向段直径大于所述热电偶的外径。
[0012]在本实用新型的一个实施例中，所述引线通道的出气方向段通过固定件将所述热电偶固定在所述测温点上。
[0013]在本实用新型的一个实施例中，所述固定件内设有通孔，且所述通孔的直径大于所述热电偶的外径。
[0014]在本实用新型的一个实施例中，所述喷嘴单元与注入管连接，所述热电偶的引线从所述注入管内引出地面。
[0015]本实用新型的上述技术方案与现有技术相比具有以下优点:
[0016]在本实用新型所述的地下气化多节喷嘴，设有多节相互连接的喷嘴，不但提高了喷嘴的使用寿命了，而且火区判断更加准确，因此提高了连续气化运行的周期。
【附图说明】
[0017]为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
[0018]图1是本实用新型所述地下气化多节喷嘴的示意图；
[0019]图2是本实用新型所述地下气化多节喷嘴的左视图；
[0020]图3是本实用新型所述喷嘴单元的一个结构示意图；
[0021]图4是本实用新型所述喂■嘴单兀的另一个结构不意图；
[0022]图5是本实用新型所述固定件的结构示意图；
[0023]图6是本实用新型所述引线通道的局部示意图。
【具体实施方式】
[0024]如图1和图2所示，本实用新型提供一种地下气化多节喷嘴，包括外壁以及位于外壁内的气体通道，所述地下气化多节喷嘴还包括多个喷嘴单元10，所述喷嘴单元10包括本体11以及位于本体11内部的通气孔12，所述本体11的出气端设有导向部13，通过所述导向部13使所述喷嘴单元10依次相互连接。
[0025]上述是本实用新型的核心技术方案，所述地下气化多节喷嘴，包括外壁以及位于外壁内的气体通道，所述地下气化多节喷嘴还包括多个喷嘴单元10，所述喷嘴单元10包括本体11以及位于本体11内部的通气孔12，所述本体11构成外壁，所述通气孔12构成气体通道，所述本体11的出气端设有导向部13，通过所述导向部13使所述喷嘴单元10依次相互连接，在喷嘴使用过程中，若有喷嘴单元损坏，不必整体进行更换，其它喷嘴单元可以继续工作，因此不但不影响对火区的控制，而且可以提高喷嘴的使用周期。
[0026]所述导向部13向所述通气孔12的轴向延伸，使喷出的气体呈一定角度喷射，从而有利于气体的扩散，加速煤层的气化，而且有利于在井口和煤层通道内下放及前后拖动喷嘴。为了将输送的气体进行加速喷射，由所述导向部13围成的空间呈锥体，使所述喷嘴单元10与火区间保持一定距离，从而避免喷嘴的损坏。
[0027]所述导向部13上设有通入热电偶14的引线通道15，所述引线通道15内沿出气端设有测温点，所述测温点在喷嘴移动过程中可以最大程度上减少与井壁、煤层通道的接触，从而有利于保护测温点，同时更能真实反应火区的温度；另外，所述热电偶14通过多个测温点固定在所述引线通道15内，防止测温点的前后移动导致火区位置判断出现偏差；再者，由于每个喷嘴单元10均具有测温点，煤层气化运行时实现了多点测温，因此能够准确判断是否存在回火现象；由于本实用新型采用一根热电偶实现了多点的测温，即所述热电偶14采用单支多点的结构形式，因此也节约了所述喷嘴单元10的内部空间。
[0028]下面具体地说明具有多个测温点的多节喷嘴如何准确判断是否存在回火现象，如图1中所述多节喷嘴包括三个喷嘴，其气体的流向如箭头所示，最左侧的喷嘴单元10的测温点根据其温度变化可判断火区位置，此时中间位置的喷嘴单元10的测温点和最右侧的喷嘴单元10的测温点主要用于监测是否回火，当最左侧的喷嘴单元10的测温点被烧坏后，中间位置的喷嘴单元10的测温点便成为火区监测点。
[0029]所述本体11的进气端呈斜口，所述本体11后端斜口的设计易于与下一节所述喷嘴单元10前端即出气端实现对口的快速连接，所述导向部13可以采用弧形设计，使所述喷嘴单元10前端弧形外壁和后端斜口内壁均为螺纹，因此所述喷嘴单元10前端弧形外壁和上一节喷嘴单元的后端斜口通过螺纹实现两个所述喷嘴单元10的相互无缝连接。
[0030]如图3所述，为了保证所述喷嘴单元10的出气端受到损坏后，不影响与其相互连接的下一节喷嘴单元喷出气体的扩散，所述本体11的出气方向段Ila的材质为耐高温材料，所述本体11的进气方向段Ilb的材质为非耐高温材料。其中，所述耐高温材料是指在高温条件也不能够烧坏的材料，所述非耐高温材料是指在高温条件能够烧坏的材料，所述出气方向段Ila被烧坏后，所述进气方向段Ilb的材料很易被烧毁，从而避免了影响其相互连接的下一节喷嘴单元喷出气体的扩散。所述出气方向段Ila以及进气方向段Ilb可通过丝扣进行连接，连接完成后再与下一节喷嘴单元进行连接组合。
[0031]值得注意的是:如图4所示，为了保证所述喷嘴单元10的出气端受到损坏后，不影响其相互连接的下一节喷嘴单元喷出气体的扩散，作为一种变形，在保证安全的情况下，所述本体11进气方向段Ilb的壁厚比出气方向段Ila的壁厚薄，所述进气方向段Ilb设计为薄壁从而也有利于实现快速烧毁。
[0032]为了使所述热电偶14通过多个测温点固定在所述引线通道15内，所述引线通道15沿轴向直径不同，具体地，如图5和图6所示，所述引线通道15沿出气方向段直径大于所述引线通道15沿进气方向段直径，其中所述引线通道15沿出气方向段是指位置点15b至位置点15a，所述引线通道15沿进气方向段是指位置点15c至位置点15b，以便于通过所述固定件16将所述热电偶14固定在所述测温点上，从而避免了测温点的前后移动导致火区位置判断出现偏差，所述引线通道15沿进气方向段直径大于所述热电偶14的外径，从而利用所述热电偶14穿过所述引线通道15的进气方向段。
[0033]下面详细论述如何通过所述固定件16将所述热电偶14固定在 所述测温点上:所述固定件16可由螺栓和螺母组成，其中所述固定件16内设有通孔161，且所述通孔161贯穿所述螺栓和所述螺母，从而可使所述热电偶14穿过所述通孔161 ;所述引线通道15上分别设有三个位置点15a、15b和15c，其中所述位置点15a为所述喷嘴单元10的测温点，所述位置点15b和15c为所述引线通道15内直径开始发生变化的两个位置点。其中，所述位置点15a和15b的距离略小于螺栓的螺纹段，可与螺栓实现螺纹连接，所述位置点15b和15c之间形成热电偶通道，其直径略大于所述热电偶14的外径。
[0034]安装时，将所述热电偶14从位置点15c穿至位置点15a，当所述热电偶14的测温点位于位置点15a处时，将所述热电偶14的卡套从位置点15a端套接在所述热电偶14上，，所述通孔161的直径大于所述热电偶14的外径，从而可将所述热电偶14穿过所述通孔161，将所述螺栓和螺母以及通孔161内的热电偶14以及热电偶14上的卡套从所述引线通道15的出气方向段安装，并保持所述热电偶14的测温点在位置点15a处，紧固螺母，使螺栓在位置点15a以及15b处紧密配合，导致卡套在位置点15b附近变形，从而将所述热电偶14固定在位置点15b。所述热电偶14固定完成后，通过机械方法去除螺栓顶部，即去掉螺母就可以保持所述测温点固定不变，利用同样的方法就可以对每个喷嘴单元10的测温点进行固定。
[0035]下面以图1中所述三节喷嘴为例具体说明所述多节喷嘴的连接方法:
[0036]步骤S1:根据所述喷嘴单元10的长度，确定单根多点的热电偶14的测温点位置，通常以所述引线通道15内沿出气端的位置点为所述测温点所在的指定位置；
[0037]步骤S2:将所述热电偶14穿过最右侧的喷嘴单元10，由于所述热电偶14的第一个测温点位于最右侧的所述喷嘴单元10的所述引线通道15内沿出气端的位置，因此将所述热电偶14在该位置点进行固定；
[0038]步骤S3:将所述热电偶14固定后，再将所述热电偶14穿过所述中间位置的喷嘴单元10，将最右侧的喷嘴单元10和中间位置的喷嘴单元10相互连接；
[0039]步骤S4:利用同样的方法将所述热电偶14的第二个测温点固定在所述中间位置的喷嘴单元10上的指定位置，固定后将所述热电偶14穿过最左侧的喷嘴单元10，将最左侧的喷嘴单元10和中间位置的喷嘴单元10进行连接，连接后将所述热电偶14的第三个测温点固定在所述最左侧的喷嘴单元10的指定位置，固定完成后，所述多节喷嘴连接完成。
[0040]本实用新型主要是以三节喷嘴为例说明了具体结构及组合连接方法，不限于三接，所述多节喷嘴至少由两节以上(包含两节)相同或相似结构组合构成，且每节喷嘴均具有独立的测温点和出气口。
[0041]使用时，所述喷嘴单元10与注入管连接，所述热电偶14的引线从所述注入管内引出地面，具体地，所述多节喷嘴的末端与所述注入管进行连接，根据注入管的壁厚不同，可进行螺纹或焊接方法。
[0042]本实用新型中，所述多节喷嘴材质选择耐高温材料制作，其可承受1000度以上高温，优选低碳不锈钢系列材料。多节喷嘴各段长度可根据输送气体的压力和流量决定，建议长度在0.5m至Im之间。所述各节喷嘴之间的连接也可通过焊接方法实现，优选螺纹连接。
[0043]综上，本实用新型的上述技术方案具有以下优点:
[0044]1.本实用新型所述的地下气化多节喷嘴，包括外壁以及位于外壁内的气体通道，所述地下气化多节喷嘴还包括多个喷嘴单元，所述喷嘴单元依次相互连接，在喷嘴使用过程中，若有喷嘴损坏，不必整体进行更换，其它喷嘴可以继续工作，因此不但不影响对火区的控制，而且可以提高喷嘴的使用周期；每节喷嘴单元包括本体以及位于本体内部的通气孔，所述本体的出气端设有导向部，所述导向部上设有通入热电偶的引线通道，所述引线通道内沿出气端设有测温点，使所述测温点在喷嘴移动过程中最大程度上减少与井壁、煤层通道的接触，从而有利于保护测温点，同时更能真实反应火区温度；另外，所述热电偶通过多个测温点固定在所述引线通道内，防止测温点的前后移动导致火区位置判断出现偏差；再者，由于每节喷嘴单元均具有测温点，煤层气化运行时实现了多点测温，因此能够准确判断是否存在回火现象；同时，本实用新型采用一根热电偶可实现多点的测温，即所述热电偶采用单支多点的结构形式，因此也节约了所述喷嘴单元的内部空间。
[0045]2.本实用新型所述的地下气化多节喷嘴，所述导向部向所述通气孔的轴向延伸，使喷出的气体呈一定角度喷射，从而有利于气体的扩散，加速煤层的气化，而且有利于在井口和煤层通道内下放及前后拖动喷嘴。为了将输送的气体进行加速喷射，由所述导向部围成的空间呈锥体，使所述喷嘴单元与火区间保持一定距离，从而避免喷嘴的损坏。
[0046]3.本实用新型所述的地下气化多节喷嘴，为了保证所述喷嘴单元的出气端受到损坏后，不影响与其相互连接的下一节喷嘴单元喷出气体的扩散，所述本体的出气方向段由耐高温材料制成，所述本体的进气方向段由非耐高温材料制成，或者所述本体进气方向段的壁厚比出气方向段的壁厚薄。
[0047]显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。
【主权项】
1.一种地下气化多节喷嘴，包括外壁以及位于外壁内的气体通道，其特征在于:所述地下气化多节喷嘴还包括多个喷嘴单元(10)，所述喷嘴单元(10)包括本体(11)以及位于本体(11)内部的通气孔(12)，所述本体(11)的出气端设有导向部(13)，通过所述导向部(13)使所述喷嘴单元(10)依次相互连接。
2.根据权利要求1所述的地下气化多节喷嘴，其特征在于:所述导向部(13)向所述通气孔(12)的轴向延伸，且由所述导向部(13)围成的空间呈锥体。
3.根据权利要求1所述的地下气化多节喷嘴，其特征在于:所述导向部(13)上设有通入热电偶(14)的引线通道(15)，所述引线通道(15)内沿出气端设有测温点，所述热电偶(14)通过多个测温点固定在所述引线通道(15)内。
4.根据权利要求1所述的地下气化多节喷嘴，其特征在于:所述本体(11)的出气方向段的材质为耐高温材料，所述本体(11)的进气方向段的材质为非耐高温材料。
5.根据权利要求1所述的地下气化多节喷嘴，其特征在于:所述本体(11)进气方向段的壁厚比出气方向段的壁厚薄。
6.根据权利要求3所述的地下气化多节喷嘴，其特征在于:所述引线通道(15)沿轴向直径不同。
7.根据权利要求6所述的地下气化多节喷嘴，其特征在于:所述引线通道(15)沿出气方向段直径大于所述引线通道(15)沿进气方向段直径，且所述引线通道(15)沿进气方向段直径大于所述热电偶(14)的外径。
8.根据权利要求7所述的地下气化多节喷嘴，其特征在于:所述引线通道(15)的出气方向段通过固定件(16)将所述热电偶(14)固定在所述测温点上。
9.根据权利要求8所述的地下气化多节喷嘴，其特征在于:所述固定件(16)内设有通孔(161)，且所述通孔(161)的直径大于所述热电偶(14)的外径。
10.根据权利要求3所述的地下气化多节喷嘴，其特征在于:所述喷嘴单元(10)与注入管连接，所述热电偶(14)的引线从所述注入管内引出地面。
【专利摘要】本实用新型提供一种地下气化多节喷嘴，包括外壁以及位于外壁内的气体通道，所述地下气化多节喷嘴还包括多个喷嘴单元，所述喷嘴单元包括本体以及位于本体内部的通气孔，所述本体的出气端设有导向部，通过所述导向部使所述喷嘴单元依次相互连接。本实用新型所述的地下气化多节喷嘴，设有多节相互连接的喷嘴，不但提高了喷嘴的使用寿命，而且火区判断更加准确，因此提高了连续气化运行的周期。
【IPC分类】E21B43-295
【公开号】CN204609857
【申请号】CN201520069351
【发明人】刘清宇, 李金刚, 姚凯, 杨彬
【申请人】新奥气化采煤有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年1月30日